Hvordan blir vind omdannet til elektrisitet? Den direkte antecedenten til strømmen vindturbiner er de gamle vindmøller, som selv i dag fortsatt brukes til ulike oppgaver, som å utvinne vann eller male korn. EN vindmølle Det er en maskin med kniver eller kniver festet til en felles aksel, som begynner å rotere når vinden blåser.
Denne roterende akselen er koblet til forskjellige typer maskiner, for eksempel det som brukes til å male korn, pumpe vann eller generere elektrisitet.
For å generere elektrisitet aktiverer bevegelsen av bladene en elektrisk generator som konverterer mekanisk energi av rotasjon i elektrisk kraft. Denne generatoren kan være en dynamo eller dynamo, og elektrisiteten som genereres kan lagres i batterier eller sendes direkte til nettet for distribusjon. Det som virkelig er komplekst er ikke selve operasjonen, men forskningen og utviklingen som er nødvendig for å skape vindturbiner mer effektiv.
Typer vindturbiner
Det er hovedsakelig to typer vindturbiner: de av horisontal akse og de av vertikal akse. De av horisontal akse er de vanligste i dag, mens de av vertikal akse De er mindre vanlige, selv om de har visse fordeler i spesifikke situasjoner.
den vindturbiner de vertikal akse De utmerker seg fordi de ikke krever et vindorienteringssystem. I tillegg kan den elektriske generatoren plasseres på bakken, noe som gjør den enklere å vedlikeholde. Imidlertid hans energiproduksjonen er lavere, og krever ekstra motorer for å starte driften.
På den annen side, vindturbiner med horisontal akse De gir større allsidighet, siden de kan brukes i små applikasjoner, for eksempel isolerte installasjoner, eller i store vindparker.
Innenfor typene vertikale vindturbiner finner vi tre hovedvarianter:
- Savonius: De er laveffektive vindturbiner, men veldig enkle i utformingen.
- Giromill: De gir større effektivitet enn Savonius-typen, men krever høyere vindhastigheter.
- darrieus: Denne typen er preget av sin vingeform og er den med høyest ytelse blant de med vertikal akse.
Ulemper med vindturbiner
Et av de vanligste problemene med vindturbiner Det er dens enorme størrelse, som forårsaker vibrasjoner og støy. Av denne grunn er de vanligvis installert i områder langt fra bebodde områder. En nyere trend er imidlertid utviklingen av mindre turbiner o stille som kan ligge i urbane områder.
En annen utfordring innen vindkraft er vindvariabilitet. Den vindturbiner De er designet for å fungere optimalt innenfor en rekke vindhastigheter. Dette betyr at en minimumshastighet er nødvendig for at bladene skal begynne å bevege seg, og i sin tur er det en maksimumsgrense for å unngå skade på mekanismen.
Vanligvis opererer vindturbiner med vindhastigheter mellom 3 og 24 meter per sekund. Hvis vinden er svakere, genereres det ikke nok kraft, mens hvis den er for sterk, må turbinene stenges for å forhindre skade, kjent som kuttehastighet.
Konstruksjon av en vindturbin eller vindturbin
den vindturbiner horisontal akse, eller vindturbiner med horisontal akse (TEEH), er sammensatt av flere nøkkelsegmenter:
- Tårn og fundament: Fundamentene kan være flate eller dype, avhengig av ønsket stabilitet. Tårnet på sin side har forskjellige typer:
- Stålrør: De er de vanligste i vindparker.
- av betong: De bygges på stedet og lar den nøyaktige høyden beregnes for å maksimere effektiviteten.
- Gitterkonstruksjoner: De bruker stålprofiler, som er mindre vanlig i store moderne vindturbiner.
- rotoren: Det er delen som holder bladene. Dens funksjon er å utnytte vindens energi ved å transformere den til rotasjonsbevegelse.
- nacelle: Ofte kalt "hodet" til vindturbinen, og huser alt maskineriet, inkludert generator, girkasse og bremser.
- generator: Konverterer mekanisk energi til elektrisitet. I moderne vindturbiner brukes dobbeltmatede asynkrongeneratorer eller synkrongeneratorer.
- Multiplikatorboks: Denne komponenten kobler den lave hastigheten til rotoren med de høye hastighetene som kreves av generatoren for å produsere effektiv elektrisitet. Multipliserer omdreiningene per minutt (RPM) til rotoren fra 18-50 RPM til omtrent 1.750 RPM.
- bremser: Mekaniske bremser stopper vindturbinen trygt hvis det blåser for sterk eller hvis vedlikehold er nødvendig.
Elektrisk utstyr til en vindturbin
den vindturbiner inkludere en fôringssystem som kobler den genererte energien til det elektriske nettet. Dessuten har de mange sensorer som overvåker variabler som vindhastighet og retning, samt temperaturen inne i nacellen. Alle disse dataene tillater effektiv kontroll av vindturbinen, og optimaliserer ytelsen.
I tillegg til sensorene, er moderne vindturbiner De er utstyrt med mekanismer som gjør at helningen til bladene kan justeres for å optimalisere vindfanget i henhold til intensiteten.
Med utvidelsen av vindparker, både terrestrisk og marine, har bruken av vind blitt en av de fornybar energi mer konkurransedyktig og renere, noe som bidrar betydelig til reduksjon av CO2-utslipp.
Vindenergi fortsetter å utvikle seg, både for å forbedre utformingen av vindturbiner og for å optimalisere ytelsen deres under forskjellige klimatiske forhold.
Vindturbiner spiller en avgjørende rolle i overgangen til et mer bærekraftig energisystem, og drar nytte av en uuttømmelig kilde som vind.